Триггеры с управлением записью Триггеры J-K-типа (стр. 1 из 4)

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

КАФЕДРА РЭС

РЕФЕРАТ

НА ТЕМУ:

«Триггеры с управлением записью вида

. Триггеры J-K-типа»

МИНСК, 2009

Триггеры видов

относятся к разряду устройств, в которых прием и фиксация информации совмещены во времени. Это означает, что информация на выходах таких триггеров появляются практически одновременно с её поступлением на информационные входы для асинхронных и с поступлением тактирующего импульса (ТИ) на тактирующий вход С для синхронных триггеров. Термин «управление по уровню», как впрочем и любой другой способ управления записью, необходимо связывать с реакцией триггера на смену информации в процессе её записи. Применительно к тактируемым триггерам этот термин означает, что если, например, во время действия ТИ будет изменяться информация на логических входах, то это изменение будет непрерывно фиксироваться и на его выходах в течение всей длительность ТИ.

Реагируют на смену информации и асинхронные триггеры, поскольку тактируемые триггеры при постоянном разрешающем уровне на входе С становятся асинхронными. Другими словами, триггеры вида L реагируют на смену информации в процессе её записи, что является спецификой их работы, и это обстоятельство следует учитывать при их применении.

Рассмотрение триггеров вида

важно по той причине, что они кроме того, что имеют достаточно большое самостоятельное применение, являются по существу основными (базовыми) ячейками всех триггерных устройств, выполняя в них функции собственно триггеров определенного функционального типа. Наиболее часто в качестве собственно триггера используются асинхронные триггеры и типов. Однако в качестве собственно триггера применяются и другие триггеры. Важно только, чтобы эти триггеры удовлетворяли двум требованиям: обладали полной системой переходов и выполнялись с возможно меньшим числом элементов (вентилей).

Второе требование вытекает из условия, что собственно триггеры являются составной частью любого триггерного устройства и поэтому с целью сокращения аппаратурных затрат они должны иметь минимальное число элементов. Обращаясь к обобщенной схеме триггера, можно сказать, что собственно триггер есть не что иное, как триггерное устройство, у которого отсутствует устройство управления. В дальнейшем такие триггеры будем называть элементарными или простыми.

Требование полноты переходов означает, что для двух устойчивых состояний (состояние

называются единичными, а - нулевым) триггер обязан иметь следующие переходы при воздействии входных сигналов: . В частности переходы и означают, что при воздействии входных сигналов триггер должен сохранять свое предыдущее состояние, т.е. . Требование реализации с минимальными затратами по числу вентилей указывает на то, что триггер должен представлять собой асинхронный автомат с возможно меньшим числом входов. К числу таких принадлежат автоматы с двумя входами.

В общем случае для n сигналов, каждый из которых принимает два значения, существует

их возможных комбинаций. В результате, если n представляет собой число входов триггера, а его выходная функция принимает K дискретных значений, то формально можно построить триггеров различного логического типа. Учитывая, что выходная функция триггера может принимать пять значений, т.е. триггер может иметь пять логических состояний на выходе, а именно:

0 – триггер постоянно находится в нулевом состоянии независимо от изменения сигналов на его входе;

1 – триггер постоянно находится в единичном состоянии независимо от изменения сигналов на его входе;

состояние триггера не изменяется при изменении входных сигналов, причем может быть либо , либо ;

состояние триггера изменяется на противоположное при изменении входных сигналов, причем может быть изменение состояние 1 на состояние 0 или обратно;

Х – неопределенное состояние триггера, характеризующееся тем, что в процессе действия информационного сигнала на входе триггера, выходные логические уровни плеч триггера

и одинаковы ( или ), а после окончания действия информационного сигнала триггер может перейти в состояние или с равной вероятностью, то число теоретически возможных типов триггеров с n информационными входами равно , где 5 – количество возможных состояний на выходе триггера, - количество наборов содержащих все n входные переменные. Следовательно, при числе входов 2 (n=2) формально существует 625 типов триггеров (автоматов). Однако большинство из них либо не обладает полной системой переходов, либо тривиальны, либо просто бессмысленны. Примерами таких автоматов можно назвать автоматы, которые на всех наборах переменных принимают постоянные значения 0, 1, , или неопределенное значение, или их комбинацию, например 0, Х, Q, X и т.д. Поэтому их 625 можно назвать сравнительно небольшое число триггеров (автоматов), которые могут обладать полной функцией переходов и иметь практический интерес. Технически реализуемых триггеров с одним информационным входом только 2, с двумя информационными входами – 24. Наиболее распространены двухвходовые триггеры, но синтезировано только восемь их типов, среди которых три – универсальные. Законы функционирования большинства из них приведены в таблице 1.

Каждый из этих триггеров (автоматов) (табл. 1.) может быть исследован на предмет его принадлежности к элементарному триггеру. Однако элементарные триггеры необходимо выбирать среди автоматов, в которых отсутствуют состояния типа

, два , поскольку реализация таких состояний требует наибольших затрат по числу элементов. Наибольший интерес для элементарных триггеров представляет автоматы 1, 2, 3 (табл. 1.)

Триггеры RS-типа

Автомат, поведение которого описывается переходами 1, носит название триггера RS-типа. Таким образом, триггером RS-типа называют элементарный автомат с двумя устойчивыми состояниями, имеющих два информационных входа R и S такие, что при R=1 и S=0 триггер принимает состояние 0 (

), а при S=1 и R=0 – состояние 1 ( ). В соответствии с состоянием, принимаемым триггером, вход S называют единичным входом триггера, а вход R – нулевым. Закон функционирования RS-триггера в развернутом виде приведен табл. 2.

Как следует из приведенных таблиц, состояние RS-триггера не изменяется (т.е.

), если на обоих его входах действуют сигналы с уровнем 0. При одновременном поступлении на входы R и S сигналов с уровнем логической 1 триггер принимает неопределенное состояние (Х). Поэтому логические устройства на основе RS триггеров должны проектироваться с учетом исключения комбинации R=S=1.

Таблица 2

Для нахождения характеристического уравнения RS-триггера запишем данные табл. 2. на карту Карно (рис. 4.).

Рис. 1 Карта Карно RS-тригера

Проводя этап считывания, находим

(1)